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DE2705757C2 - Dynamic read-write memory - Google Patents

Dynamic read-write memory

Info

Publication number
DE2705757C2
DE2705757C2 DE2705757A DE2705757A DE2705757C2 DE 2705757 C2 DE2705757 C2 DE 2705757C2 DE 2705757 A DE2705757 A DE 2705757A DE 2705757 A DE2705757 A DE 2705757A DE 2705757 C2 DE2705757 C2 DE 2705757C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
conductor
capacitor
electrodes
electrode
mos
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2705757A
Other languages
German (de)
Other versions
DE2705757A1 (en
Inventor
Hiroyuki Tokyo Kinoshita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Publication of DE2705757A1 publication Critical patent/DE2705757A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2705757C2 publication Critical patent/DE2705757C2/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/403Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells with charge regeneration common to a multiplicity of memory cells, i.e. external refresh
    • G11C11/404Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells with charge regeneration common to a multiplicity of memory cells, i.e. external refresh with one charge-transfer gate, e.g. MOS transistor, per cell
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S257/00Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
    • Y10S257/929PN junction isolated integrated circuit with isolation walls having minimum dopant concentration at intermediate depth in epitaxial layer, e.g. diffused from both surfaces of epitaxial layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

(a) jeweils zwei der Speicherzellen (Tr, Cs) einander symmetrisch nebeneinander zwischen zwei Datenleitungen (DL) angeordnet sind,(a) two of the memory cells (Tr, Cs) are arranged symmetrically next to one another between two data lines (DL) ,

(b) die Gateelektroden (23Λ, T3B) der MOS-FETs (TrI, Tr2) jedes Paares durch einen zweiten Leiter (23) miteinander verbunden sind, der über den Kondensatorelektroden (22/4. 22ß^ und einem diese verbindenden ersten Leiter (22) jo sowie du. cn eine Isolierschicht (30) gegen diese getrennt angeordnet ist,(b) the gate electrodes (23Λ, T3B) of the MOS-FETs (TrI, Tr2) of each pair are connected to one another by a second conductor (23) which is connected to the capacitor electrodes (22/4. 22ß ^ and a first conductor ( 22) jo and du. Cn an insulating layer (30) is arranged separately from this,

(c) zu jedem Speicherzellenpaar (Tr, Cs) ein einziges Kontaktloch (26) ei^er die Speicherzellen überfangenden und Adressenleitungen (27, Abtragenden Isolierschicht (25) gehört, das die zugehörige Adressenleitung (27, AL 1) mit dem zweiten Leiter (23) und den Gateelektroden (23/4,23S; verbindet.(c) for each memory cell pair (Tr, Cs) a single contact hole (26) ei ^ he the memory cells overlapping and address lines (27, removing insulating layer (25) belongs, which the associated address line (27, AL 1) with the second conductor ( 23) and the gate electrodes (23 / 4,23S; connects.

2. Dynamischer Schreib-Lese-Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der seitlich·? Abstand zwischen den Gateelektroden (23Λ, 235; und den Kondensatorelektroden (22/4, 22B) m jeder Speicherzelle eine Abmessung von der Größenordnungvon 1000 Ä aufweist.2. Dynamic read-write memory according to claim 1, characterized in that the side ·? The distance between the gate electrodes (23Λ, 235; and the capacitor electrodes (22/4, 22B) m of each memory cell has a dimension of the order of 1000 Å.

3. Dynamischer Schreib-Lese-Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Leiter (23) aus polykristallinem Silicium bestehen. so3. Dynamic read-write memory according to one of claims 1 to 2, characterized in that that the second conductor (23) consist of polycrystalline silicon. so

4. Dynamischer Schreib-Lese-Speicher nacri einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Speicherzellenpaar die Kondensatorelektroden (22/1, 22fl) als Teile des einzigen ersten Leiters (22) ausgeführt sind.4. Dynamic read-write memory according to one of claims 1 to 3, characterized in that that in each memory cell pair the capacitor electrodes (22/1, 22fl) as parts of the only one first conductor (22) are executed.

5. Dynamischer Schreib-Lese-Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktloch (26), durch das der zweite Leiter (23) mit der Adressenleitung (27, AL I) verbunden ist, in der Symmetrieachse der zum Speicherzellenpaar gehörenden Speicherzellen (Tr, Cs) angeordnet ist.5. Dynamic read-write memory according to one of claims 1 to 4, characterized in that the contact hole (26) through which the second conductor (23) is connected to the address line (27, AL I), in the axis of symmetry memory cells (Tr, Cs) belonging to the memory cell pair are arranged.

6. Dynamischer Schreib-Lese-Speicher nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kondensatorelektrode sowie die andere Elektrode des MOS-FET's durch eine Inversionsschicht (28,29) in dem Halbleiter-Substrat (24) gebildet sind.6. Dynamic read-write memory according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the second capacitor electrode and the other electrode of the MOS-FET's through an inversion layer (28,29) are formed in the semiconductor substrate (24).

7. Dynamischer Schreib-Lese-Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kondensatorelektrode und die andere Elektrode des MOS-FET's durch das Eindiffundäeren von Dotierungsstoffen in das Halbleiter-Substrat (24) gebildet sind.7. Dynamic read-write memory according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the second capacitor electrode and the other electrode of the MOS-FET's through the diffusion are formed by dopants in the semiconductor substrate (24).

8. Verfahren zur Herstellung eines dynamischen Schreib-Lese-Speichers nach einem der A nsprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherzellen (Tr, Cs) paarweise mit gemeinsamen, nebeneinander auf dem Halbleiter-Substrat (24) zwischen den Gateelektroden (23/1, 235) der MOS-FEPs (TrI, TrI) vorgesehenen ersten Kondensatorelektroden (22/4, 22B) gebildet werden, und daß die Gateelektroden (23/4, 23S; der MOS-FETs jeden Paares als ein gemeinsamer Leiter gebildet werden, dessen die Gateelektroden (23Λ 23B) verbindender Mittelbereich brückenartig und isoliertjiber die Kondensatorelektroden (Z2A, 22B) geführt ist, und daß der die Gateelektroden (23Λ 23B) aufweisende Leiter (23) mit einer ein Kontaktloch (26) aufweisenden Isolierschicht (25) abgedeckt wird, durch welches der Leiter (23) mit der Adressenleitung (AL, 27) kontaktiert wird.8. A method for producing a dynamic read-write memory according to one of claims 1 to 7, characterized in that the memory cells (Tr, Cs) in pairs with common, side by side on the semiconductor substrate (24) between the gate electrodes (23 / 1, 235) of the MOS-FEPs (TrI, TrI) provided first capacitor electrodes (22/4, 22B) are formed, and that the gate electrodes (23/4, 23S; of the MOS-FETs of each pair are formed as a common conductor, of which the gate electrodes (23Λ 23B) connecting the central region is guided like a bridge and isoliertjiber the capacitor electrodes (Z2A, 22B), and that of (23Λ 23 B) having conductors (23) covering the gate electrode with a contact hole (26) having insulation (25) through which the conductor (23) is contacted with the address line (AL, 27).

9. Verfahren nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorelektroden (22Λ 22B) zeitlich vor den Gateelektroden (23Λ, 23 B) des MOS-FETs gebildet werden, daß die Oberflächen der äußeren Enden der Kondensatorelektroden (22/4, 22B) in eine Isolierschicht umgewandelt werden, und daß der die Gateelektroden bildende zweite Leiter (23) an die umgewandeilen Endbereiche der Kondensatorelektroden seitlich anschließend gebildet werden.9. The method according to claim 8, characterized in that the capacitor electrodes (22Λ 22B) temporally before the gate electrodes (23Λ, 23 B) of the MOS-FETs are formed that the surfaces of the outer ends of the capacitor electrodes (22/4, 22B) in an insulating layer are converted, and that the second conductor (23) forming the gate electrodes are formed laterally adjacent to the converted end regions of the capacitor electrodes.

10. Verfahren nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Umwandlung der Endbereiche der Kondensatorelektroden (22/4,22B) entstehende Isolierschicht in einer Stärke von ungefähr 100 A gebildet wird.10. The method according to claim 9, characterized in that the insulating layer resulting from the conversion of the end regions of the capacitor electrodes (22/4, 22B) is formed with a thickness of approximately 100 Å.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorelektroden (22Λ, 225) eines Speicherzellenpaares (Tr, Cr) gemeinsam als Bereiche eines Leiters (22) gebildet werden.11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the capacitor electrodes (22Λ, 225) of a memory cell pair (Tr, Cr) are formed together as areas of a conductor (22).

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gateelektroden (23/4, 23Ä) in jedem Speicherzellenpaar (Tr, Cr) zusammen mit dem zweiten Leiter (23) hergestellt werden und sich dabei im wesentlichen in der Ebene der Kondensatorelektroden (22Λ, 22ß) über dem Halbleiter-Substrat (24) befinden.12. The method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the gate electrodes (23/4, 23A) in each memory cell pair (Tr, Cr) are produced together with the second conductor (23) and are essentially in the plane the capacitor electrodes (22Λ, 22ß) are located above the semiconductor substrate (24).

13. Verfahrennach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Gateelektroden (23/1, 23fl) der Leiter (23) aus polykristallinem Silicium aufgedampft wird.13. Verfahrennach one of claims 8 to 12, characterized in that to form the Gate electrodes (23/1, 23fl) of the conductor (23) made of polycrystalline Silicon is evaporated.

Die Erfindung betrifft einen mit MOS FETs ausge-Statteten dynamischen Schreib-Lese-Speicher auf einem Halbleiter'Chip eines ersten Leitfähigkeitstyps mit einer Vielzahl von Datenleitüngen, die in dem Substrat als dotierte Diffusionsschichten einer der ersten entgegengesetzten Leitfähigkeit ausgebildet sind, mit einer Vielzahl von Adressenleitungen und einer Vielzahl von Eiri-Tränsistör-Speicherzellen, die jeweils einen Kondensator zur Speicherung und einen MOS-FET zur Ein' und Ausgabe der Information aufweisen, wobeiThe invention relates to a dynamic read-write memory on one equipped with MOS FETs Semiconductor chip of a first conductivity type with a multiplicity of data lines which are in the substrate are formed as doped diffusion layers of one of the first opposite conductivity, with a plurality of address lines and a plurality of Eiri Tränsistör memory cells each one Have capacitor for storage and a MOS-FET for input and output of the information, wherein

eine erste Kondensatorelcklrode gegenüber dem Halbleiter-Substrat durch eine dünne Isolierschicht getrennt ist und eine der Elektroden des FETs mit einer Daicnleitung verbunden ist, während die andere Elektrode in der Nähe einer zweiten Kondensaiorelektrodc vorgesehen ist, und die Gateelekirode mit einer der Adresscnleitungen verbunden ist.a first capacitor capacitor opposite the Semiconductor substrate is separated by a thin insulating layer and one of the electrodes of the FET with a Daicnleitung is connected, while the other electrode in the vicinity of a second capacitor electrode is provided, and the gate electrode is connected to one of the address lines.

Im allgemeinen nehmen die von den einzelnen Speicherzellen eines auf einem Halbleiter-Substrat aufgebauten Schreib-Lese-Speichers beanspruchten Flächen fast den gesamten Fläcfienberetch des Halbleiter-Chips ein. Bei den neuesten, nach dem MOS-Prinzip erstellten Speichern ist zur Erhöhung der Speicherkapazität vielfach ein Aufbau verwendet worden, der als dynamisches Ein-Transistor-Speicherzellensystem bekannt ist Bei entsprechend diesem System aufgebauten Speichern ist der von einer einzigen Speicherzelle belegte Platz klein und im Aufbau einfach: Die je Bit vorgesehene einzelne Speicherzelle "bestehT ehtspre chend IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. SC-8, No. S, Okiober 1973,5. 310-323, Fig. 1 derS. 320, aus einem Transistor und einem Kondensator.In general, the areas occupied by the individual memory cells of a read / write memory constructed on a semiconductor substrate take up almost the entire area of the semiconductor chip. In the latest memories created according to the MOS principle, a structure known as a dynamic one-transistor memory cell system has been used in many cases to increase the memory capacity. In memories structured in accordance with this system, the space occupied by a single memory cell is small and in the Au ain Building simple. The bits each provided for one memory cell "consists ehtspre to IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol SC-1 is the 320 8, No. S, Okiober 1973.5 310-323, Fig, of a transistor... and a capacitor.

Eine solche, aus nur einem Transistor und einem Kondensator bestehende Speicherzelle weist einen MOS-FET für die Ein- und die Ausgabe der Information sowie einen zwischen dem MOS-FET und einer Spannungsquelle in Reihe geschalteten Kondensator zur Informationsspeicherung auf. Mit der Gateelektrode des MOS-FETs ist eine Adressenleitung verbunden. Eine Datenleilung steht mit einem ersten Elektrodenbereich dieses Transistors in Verbindung. Die vom Transistor aus gesteuerte Ein- und Ausgabe der Datenbits wird durch das Auf- und Entladen des Kondensators bewerkstelligt.One made of just one transistor and one The existing capacitor memory cell has a MOS-FET for the input and output of the information and a capacitor connected in series between the MOS-FET and a voltage source for information storage. An address line is connected to the gate electrode of the MOS-FET. A data line is connected to a first electrode area of this transistor. The ones from Transistor off controlled input and output of the data bits is through the charging and discharging of the Condenser accomplished.

Nach den bisher bekannten Verfahren gehören zur Herstellung einer Ein-Transistor-Speicherzelle die folgenden Einzelschritte:According to the methods known heretofore, manufacturing a one-transistor memory cell includes the following Single steps:

Die Erstellung einer zum MOS-FET gehörenden Gateelekirode aus polykristallinem Silicium über zwei eindiffundiene.. Elektrodenbereichen eines Halbleiter-Substrats, wobei einer dieser Elektrodenbereiche mit der Datenleitung verbunden ist. die durch Eindiffundieren von Dolierungsstoffen in das Halbleiter-Substrat hergestellt worden ist;The creation of a gate electrode from polycrystalline silicon belonging to the MOS-FET over two diffused .. electrode areas of a semiconductor substrate, one of these electrode areas being connected to the data line. the by diffusion has been fabricated from coating agents into the semiconductor substrate;

die Herstellung einer Kondensatorelektrode durch die Bildung einer Isolierschicht nahe dem polykristallinen Silicium des MOS-FETs auf dem Halbleiter-Substrat zwischen der Elektrode und dem Halbleiter-Substrat;
und schließlich das Anlegen einer hohen Spannung an die Elektroden des Kondensators, wodurch in dem Halbleiter-Substrat eine Inversionsschicht entsteht die sowohl den anderen Elektrodenbereich des Transistors als auch die zweite Elektrode des Kondensators bildet; eine über der Isolierschicht angeordnete und aus Aluminium bestehende Adressenleitung wird mit einem Kontaktteil der Gateelektrode verbunden.
forming a capacitor electrode by forming an insulating layer near the polycrystalline silicon of the MOS-FET on the semiconductor substrate between the electrode and the semiconductor substrate;
and finally the application of a high voltage to the electrodes of the capacitor, whereby an inversion layer is formed in the semiconductor substrate which forms both the other electrode region of the transistor and the second electrode of the capacitor; an address line made of aluminum disposed over the insulating layer is connected to a contact part of the gate electrode.

Diese Verbindung zwischen der Adressenleitung und der Gateelektrode wird durch ein zu dieser Elektrode führendes Kontaktloch hergestellt so daß für jedeThis connection between the address line and the gate electrode is made through a to this electrode leading contact hole made so that for each

Weiterhin werden bei diesem Herstellungsverfahren die Gateelektroden der MOS-FETs und jeweils eine Elektrode der Kondensatoren im gleichen Arbeitsgang hergestellt, indem zunächst über die gesamte Fläche eine Schicht aus polykristallinem Silicium aufgetragen wird, und die Elektroden dann durch einen Ätzvorgang wieder freigelegt werden. Damit eine entsprechend saubere Trennung zwischen der Gate- und der Kondensatorelektrode gewährleistet ist, muß nach dem Ätzvorgang" zwischen beiden Elektroden ein Abstsnd von mindestens 5 μηι vorhanden sein, welches bei der derzeit gegebenen Ätztechnik der geringste, unter Verwendung einer Maske erzielbare Abstand ist. Dieser relativ große Abstand zwischen den Elektroden innerhalb der Speicherzellen begrenzt weiterhin die bei dem Speicher zu erzielenden Packungsdichte.Furthermore, in this manufacturing method, the gate electrodes of the MOS-FETs and one each Electrode of capacitors made in the same operation, by first covering the entire surface a layer of polycrystalline silicon is applied, and the electrodes are then etched be exposed again. This means that there is a correspondingly clean separation between the gate and the Capacitor electrode is guaranteed, there must be a distance between the two electrodes after the etching process of at least 5 μηι be present, which is the lowest with the currently given etching technique, below Using a mask is achievable distance. This relatively large distance between the electrodes within the memory cells further limits the packing density that can be achieved in the memory.

Es ist bereits bekannt, die Packungsdichte zu erhöhen, indem jeweils ein Transistor unterhalb des zugehörigen Kondensators gebildet wird (IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 15. Nr. 12 vom Mai 197Γ Seiter, 3585/6). und da die riächenerstreekung der Kondensatoren zur Sicherung der minimal erforderlichen Kapazität größer ist als die der Transistoren wird in der DE-OS 27 05 503 gelehrt, jeweils zwei Kondensatoren übereinander vorzusehen. Als nachteilig erweist sich hierbei jedoch, daß die an sich klein zu haltenden Transistoren durch die Ausbildung und Kontaktierung ihrer Gateelektroden noch einen recht erheblichen Platzbedarf aufweisen, und daß der Vorteil der dichteren Packung de? Kondensatoren, auch wenn eine mittlere Kondensatorelektrode den übereinander angeordneten Kondensatoren gemeinsam ist, durch eine erhöhte Anzahl von auf dem Halbleiter-Substrat übereinander gebildeten Schichten und damit eine erhöhte Anzahl von Bearbeitungsschritten erkauft wird, die wiederum die Gefahr der Bildung von Ausschuß steigern.It is already known to increase the packing density, by forming a transistor below the associated capacitor (IBM Technical Disclosure Bulletin, Volume 15. No. 12 of May 197Γ Seiter, 3585/6). and since the extension of the capacitors Securing the minimum required capacity is greater than that of the transistors is in DE-OS 27 05 503 taught to provide two capacitors one above the other. However, it proves to be disadvantageous here that the transistors, which are to be kept small per se, by the formation and contacting of their gate electrodes still require a considerable amount of space, and that the advantage of the denser packing de? Capacitors, even if a central capacitor electrode is common to the capacitors arranged one above the other is, by an increased number of layers formed one above the other on the semiconductor substrate and thus an increased number of processing steps is bought, which in turn increases the risk of formation of Increase scrap.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus. einen gattungsgemäßen dynamischen Schreib-Lest-Speuher kurzer Zugriffszeit zu schaffen, der sich ohne Komplizierung des Aufbaues durch einen geringen Platzbedarf bei gleichzeitig erhöhter Speicherkapazität auszeichnet, so daß die integrations- und die Packungsdichte stark ansteigen und sein Herstellungsverfahien große Produktionsstückzahlen bei geringem Ausfall gewährleistet. Weiterhin ist es aus IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. SC-8, No. 5, Oktober 1973, linke Spalte der S. 312, bekannt, zur Verringerung des Flächenbedarfes einer Speicherzelle Datenleitungen mit Source-Zonen zu kontaktieren, die für die FETs zweier Speicherzellen wirksam sind. Die gewünschte weitgehende Verringerung des Flächenbedarfes einer Speicherzelle wird hierdurch jedoch nicht erreicht.The invention is therefore based on the object. a generic dynamic write-read speuher short access time without complicating the structure due to a small footprint with increased storage capacity at the same time, so that the integration and packing density are strong increase and its manufacturing process large production quantities guaranteed with low failure. It is also from the IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. SC-8, No. 5, October 1973, left column of p. 312, known to reduce the space requirement of a memory cell to contact data lines with source zones for the FETs of two memory cells are effective. The desired extensive reduction in the area required by a storage cell however, this does not achieve this.

Die '„uTgabe wird gelöst, indem jeweils zwei der Speicherzellen einander symmetrisch nebeneinander zwischen zwei Datc'ileitungen angeordnet rjid, die Gateelektroden der MOS-FETs jedes Paares durch einen zweiten Leitor miteinander verbunden sind, der über den Kondersatorelektroden und einem diese verbindenden ersten Leiter sowie durch eine Isolier-The task is solved by adding two of the Memory cells arranged symmetrically next to one another between two data lines, the Gate electrodes of the MOS-FETs of each pair are connected to one another by a second conductor which over the capacitor electrodes and a first conductor connecting them as well as through an insulating

Speicherzelle ein Kontaktloch erforderlich ist Soll nun m schjcht gegen diese getrennt angeordnet ist, und indem die Speicherkapazität je Chip erhöht werden, so wächst zu jedem Speicherzellenpaar ein einziges Kont.aklloch •uch die Anzahl der Kontaktlöcher an, und der einer Jj6 Speicherzellen überfangenden und Adressen-Halbleiter-Chip ist mit entsprechend größeren Abmesr |eitungen tragenden Isolierschicht gehört das die »ungen zu wählen. Soll jedoch die Packungsdichte 2ugehörige Adressenleitung mit dem zweiten Leiterund verbessert werden, so müssen die Kontaktlöcher mit ft5 den Gateelektroden verbindet Durch diese Anordnung geringeren Abmessungen ausgeführt werden, wodurch [st es möglich. einen dynamischen Schreib-Lese-Speidie Produktionsstückzahl -Jurch Erhöhung des Aus- cher mit crhöhter Kapazität und relativ einfachem Schusses absinken, . . Aufbau rjlatzsDarend auf einem einzigen Halbleiter-Memory cell, a contact hole is required If now m sc hj c ht is arranged separately from this, and by the storage capacity per chip is increased, a single Kont.aklloch • grows to j edem memory cell pair uch the number of contact holes, and the one Jj 6 memory cells overlapping and address semiconductor chip is with correspondingly larger dimensions e i obligations bearing insulating heard that select the "Ungen. However, if the packing density 2uge hearing address line can be improved with the second conductor and, the contact holes must FT5 connects the gate electrodes By this arrangement, smaller dimensions are executed, thereby [es st mö possible. a dynamic read-write memory, the production quantity -J decrease by increasing the Auscher with increased capacity and a relatively simple shot,. . Structure rjlatzsDarend on a single semiconductor

Chip aufzubauen. Zwar wurde in der DE-AS 26 19 849 vorgeschlagen, zwischen Datenleitungen kammartig einander durchgreifende und alternierend mit den beiden Datenleitungen verbundene Speicherzellen anzuordnen. Obwohl dieses gegenseitige Durchgreifen den Anschein günstigerer Flächenausnutzung erweckt, wird es erforderlich, bei jeweils zwei Speicherzellen gemeinsam zugeordneten Kontaktlöchern relativ verwickelte Formen der Gate-Elektroden Und des sie verbindenden Leiters vorzusehen, so daß der möglichen Verringerung des Platzbedarfes unvorteilhafte Grenzen gesetzt sind. Der benötigte Platzbedarf verringert sich weiter, wenn der seitliche Abstand zwischen den Gateelektroden und den Kondensatorelektroden in jeder Speicherzelle eine Abmessung von der Größenordnung von 1000 A aufweist. Ein einfacher Aufbau wird erreicht, wenn die zweiten Leiter aus polykristallinen) Silicium bestehen. Als zweckmäßig wurde erkannt, in jedem Speicherzellenpaar die Kondeiisäioreiektroden ais Teile des einzigen ersten Leiters auszuführen. Als vorteilhaft zeigte sich, das Kontaktloch, durch das der zweite Leiter mit der Adressenleitung verbunden ist. in der Symmetrieachse der zum Speicherzellenpaar gehörenden Speicherzellen anzuordnen. Der Herstellung wird erleichtert, indem die zweiten Kondensatorelektroden sowie die jeweils andere Elektrode der MOS-FETs durch eine Inversionsschicht in dem Halbleiter-Substrat gebildet sind. Definierte Bereiche lassen sich erstellen, indem die zweiten Kondensatorelektroden und dip jeweils andere Elektrode der MOS-FETs durch das Eindiffundieren von Dotierungsstoffen in das Halbleiter-Substrat entstehen. Build up chip. It was proposed in DE-AS 26 19 849, comb-like between data lines to arrange mutually penetrating and alternately connected to the two data lines memory cells. Although this mutual crackdown gives the appearance of more favorable land use, is it is necessary to have relatively intricate contact holes in each case with two memory cells that are jointly assigned Shapes of the gate electrodes and the conductor connecting them to be provided so that the possible reduction the space requirements are unfavorable limits. The space required is further reduced, when the lateral distance between the gate electrodes and the capacitor electrodes in each memory cell has a dimension on the order of 1000 Å. A simple structure is achieved when the second conductors are made of polycrystalline silicon. It was recognized as being useful in each Storage cell pair the Kondeiisäioreiektroden ais To carry out parts of the only first conductor. The contact hole through which the second conductor is connected to the address line. in the axis of symmetry of the memory cells belonging to the memory cell pair. The production is facilitated by the second capacitor electrodes as well as the respective other electrode of the MOS-FETs are formed by an inversion layer in the semiconductor substrate. Defined areas can be created by adding the second capacitor electrodes and dip each other's electrode MOS-FETs are created by the diffusion of dopants into the semiconductor substrate.

Der gattungsgemäße dynamische Schreib-Lese-Speicher läßt sich leicht herstellen, indem die Speicherzellen paarweise mit gemeinsamen, nebeneinander auf dem Substrat zwischen den Gateelektroden der MOS-FETs vorgesehenen ersten Kondensatorelektroden gebildet werden, und indem die Gateelektroden der MOS-FETs jeden Paares als ein gemeinsamer Leiter gebildet werden, dessen die Gateelektroden verbindender Mittelbereich brückenartig und isoliert über die Kondensatorelektroden geführt ist, und indem der die Gateelektroden aufweisende Leiter mit einer ein Kontaktloch aufweisenden Isolierschicht abgedeckt wird, durch welches der Leiter mit der Adressenleitung kontaktiert wird. Eine Erhöhung der Packungsdichte wird erreicht, indem die Kondensatorelektroden zeitlich vor den Gateelektroden der MOS-FETs gebildet werden, indem die Oberflächen der äußeren Enden der Kondensatorelektroden in eine Isolierschicht umgewandelt werden, und indem der die Gateelektroden bildende Leiter an die umgewandelten Endbereiche der Kondensatorelektroden seitlich anschließend gebildet wird. Als zweckmäßig wurde erkannt, daß die durch die Umwandlung der Endbereiche der Kondensatorelektroden entstehende Isotierschicht in einer Stärke von ungefähr 100 Ä gebildet wird. Als vorteilhaft zeigte sich, die Kondensatorelektroden eines Speicherzellenpaares gemeinsam als Bereiche eines Leiters zu bilden. Ein einfaches Verfahren wird erreicht, indem die Gateelektroden in jedem Speicherzellenpaar zusammen mit dem zweiten Leiter hergestellt werden und sich dabei im wesentlichen in der Ebene der Kondensatorelektroden über dem Halbleiter-Substrat befinden. Als nachahmenswert wurde erkannt, zur Bildung der Gateelektroden diese und den sie verbindenden zweiten Leiter aus polykristallinem Silicium aufzudampfen.
Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung
The generic dynamic read-write memory can be easily produced by forming the memory cells in pairs with common first capacitor electrodes provided next to one another on the substrate between the gate electrodes of the MOS-FETs, and by having the gate electrodes of the MOS-FETs of each pair as one common Conductors are formed whose central region connecting the gate electrodes is guided like a bridge and insulated over the capacitor electrodes, and by covering the conductor having the gate electrodes with an insulating layer having a contact hole through which the conductor is contacted with the address line. An increase in the packing density is achieved by forming the capacitor electrodes ahead of the gate electrodes of the MOS-FETs, by converting the surfaces of the outer ends of the capacitor electrodes into an insulating layer, and by laterally connecting the conductor forming the gate electrodes to the converted end regions of the capacitor electrodes is formed. It has been recognized as expedient that the insulating layer resulting from the conversion of the end regions of the capacitor electrodes is formed with a thickness of approximately 100 Å. It has been shown to be advantageous to jointly form the capacitor electrodes of a memory cell pair as areas of a conductor. A simple method is achieved in that the gate electrodes in each memory cell pair are produced together with the second conductor and are located essentially in the plane of the capacitor electrodes above the semiconductor substrate. It was recognized as worthy of imitation to vaporize the gate electrodes and the second conductor made of polycrystalline silicon that connects them.
In detail are the features of the invention

anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigt hierbeion the basis of the following description of exemplary embodiments in conjunction with the illustrative embodiments Drawings explained. It shows here

Fig. 1 ein Schaltbild für ein Speicherzellenpaar von Ein-Transistor^Speicherzellen,Fig. 1 is a circuit diagram for a memory cell pair of One-transistor ^ memory cells,

F i g. 2 eine Aufsicht auf die Anordnung des in F i g. 1 dargestellen Speicherzellenpaares, F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie ΙΙ-ίΙ der F i g. 2, Fig.4a bis 4f Schnittdarstellungen, welche die aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge bei der Herstellung des in den F i g. 2 und 3 dargestellten Schreib-Lese-Speichers veranschaulichen,F i g. 2 shows a plan view of the arrangement of the in FIG. 1 illustrated memory cell pair, F i g. 3 shows a section along the line ΙΙ-ίΙ of FIG. 2, 4a to 4f are sectional views showing the successive operations in the manufacture of the in the F i g. 2 and 3 illustrate the read-write memory shown,

Fi g. 5 einen Schnitt durch eine modifizierte Ausführung eines Schreib-Lese-Speichers, undFi g. 5 shows a section through a modified embodiment a read-write memory, and

Fig.6 und 7 alternative Anordnungen von Schreib-Lese-Speichern. 6 and 7 alternative arrangements of read-write memories.

In der Fig. 1 sind zwei Speicherzellen mit je einem Transistor Tr und einem Kondensator Cs dargestellt. Die einen blektroden der Kondensatoren Cj ί und Cs 2 sind gemeinsam auf die Anschlußklemme der Spannungsquelle T geführt. Die anderen Elektroden der Kondensatoren CsI und Cs 2 sind mit je einer der Elektroden der zugehörigen Transistoren Tr 1 und Tr 2 verbunden. Die Gateelektroden der Transistoren sind gemeinsam einer Adressenleitung AL 1 aufgeschaltet. Die andere Elektrode des Transistors TrI sit mit der Datenleitung DL 1 und die des Transistors Tr 2 mit der Datenlejeung DL 2 verbunden. Die ebenfalls dargestellte Adressenleitung AL2 gehört bereits zum nächsten JO Speicherzellenpaar1 shows two memory cells, each with a transistor Tr and a capacitor Cs . One of the lead electrodes of the capacitors Cj ί and Cs 2 are jointly connected to the terminal of the voltage source T. The other electrodes of the capacitors CsI and Cs 2 are each connected to one of the electrodes of the associated transistors Tr 1 and Tr 2. The gate electrodes of the transistors are connected together to an address line AL 1. The other electrode of the transistor TrI is connected to the data line DL 1 and that of the transistor Tr 2 is connected to the data line DL 2 . The address line AL2 also shown already belongs to the next JO memory cell pair

Die in Fig. 1 symbolisch dargestellten Transistoren und Kondensatoren sind in ein Halbleiter-Substrat eingearbeitet. Auf dem Halbleiter-Chip sind eine sehr große Anzahl von Speicherzellenpaaren angeordnet. die mit den verschiedenen Adressen- und Datenleitungen verbunden werden.The transistors and capacitors shown symbolically in FIG. 1 are in a semiconductor substrate incorporated. A very large number of pairs of memory cells are arranged on the semiconductor chip. which are connected to the various address and data lines.

F i g. 2 und F i g. 3 zeigen nun in der Draufsicht und im Schnitt den Aufbau und die Konstruktion der in Fig. 1 dargestellten Speicherzelle. In dem Halbleiter-Substrat AO 24 bilden die beiden Diffusionsschichten 20 und 21, die gegenüber der Leitfähigkeit des Substrats eine entgegengesetzte Leitfähigkeit aufweisen, die in F i g. 1 dargestellten Datenleitungen DLl und DL 2. Von diesen eindiffundierten Schichten werden die Elektrodenbereiche für die beiden MOS-FETs gebildet. Ein erster Leiter 22 ist auf dem Halbleiter-Substrat 24 durch eine Siliciumoxydschicht oder durch eine andere Isolierschicht 25 getrennt angeordnet. Die Enden 22A und 22ß sind jeweils als eine Elektrode der Kondensatoso ren CSl und Cs 2 ausgeführt. Die Enden 23Λ und 23ß eines zweiten Stromleiters 23 befinden sich m der gleichen Ebene der Enden 22Λ und 22ß des ersten Leiters 22; sind aber gegen diese durch dünne Isolierschichten isoliert Der die Enden verbindende Teil des zweiten Leiters 23 ist über dem ersten Leiter 22 gegen diesen isoliert angeordnet Die Endteile 23A und 23ß des zweiten Leiters 23 bilden die Gate-Elektroden der MOS-FETs Tr 1 und Tr 2. Die Leiter 22 und 23 sind vorzugsweise als Schichten aus polykristallinem Silicium ausgeführt An einem Kontaktloch 26 ist der zweite Leiter 23 mit einer Metallschicht 27 verbunden, die die Adressenleitung AL 1 der F i g. 1 bildetF i g. 2 and F i g. 3 now show, in plan view and in section, the structure and construction of the memory cell shown in FIG. In the semiconductor substrate AO 24, the two diffusion layers 20 and 21 form, which have a conductivity opposite to the conductivity of the substrate, which is shown in FIG. 1 shown data lines DL1 and DL 2. These diffused layers form the electrode areas for the two MOS-FETs. A first conductor 22 is arranged on the semiconductor substrate 24 separated by a silicon oxide layer or by another insulating layer 25. The ends 22A and 22ß are each designed as an electrode of the capacitors CSl and Cs 2. The ends 23Λ and 23ß of a second conductor 23 are m in the same plane as the ends 22Λ and 22ß of the first conductor 22; but are insulated from them by thin insulating layers The part of the second conductor 23 connecting the ends is arranged above the first conductor 22 and insulated from the latter. The end parts 23A and 23ß of the second conductor 23 form the gate electrodes of the MOS-FETs Tr 1 and Tr 2 The conductors 22 and 23 are preferably embodied as layers of polycrystalline silicon. At a contact hole 26, the second conductor 23 is connected to a metal layer 27 which the address line AL 1 of FIG. 1 forms

Die Bereiche der polykristallinen Siliciumschichten 22 und 23, die in Fi g. 2 mit gestrichelter Linie dargestellt f.'» sind, zeigen, daß die unter diesen Bereichen angeordneten Isolierschichten dünner ausgeführt sind als in den übrigen Bereichen, und sie bilden jeweils die Kondensatoren Cs und die MOS-FETs Tr. The regions of the polycrystalline silicon layers 22 and 23 shown in FIG. 2 with dashed lines show that the insulating layers arranged under these areas are made thinner than in the other areas, and they each form the capacitors Cs and the MOS-FETs Tr.

Die Inversionsschichten 28 und 29 werden durch Anlegen einer hohen Spannung an den ersten Leiter 22 in der Oberfläche des Hiilbluilersubslrats 24 hergestellt. I)iesu lnver.sionsschichten bilden jeweils die zweiten Elektroden des Kondensators Cs i und des Kondensators Ci 2 sowie auch die anderen Elektroden der Transistoren TrA und 7>2. Die Kapazität der Kondensatoren wird somit durch die Inversionsschichten, durch die dünne Isolierschicht und durch die Enden 22A und 22ß bestimmt, während die Transistoren durch eine der Datenleitungeii 20, 21, durch eine der Inversionsschichten 28 und 29, sowie durch die vom Endteil des Leiters 23 gebildeten Gate-Elektroden gebildet werden.The inversion layers 28 and 29 are produced by applying a high voltage to the first conductor 22 in the surface of the auxiliary substrate 24. I) iesu inversion layers each form the second electrodes of the capacitor Cs i and the capacitor Ci 2 as well as the other electrodes of the transistors TrA and 7> 2. The capacitance of the capacitors is thus determined by the inversion layers, by the thin insulating layer and by the ends 22A and 22ß, while the transistors are determined by one of the data lines 20, 21, by one of the inversion layers 28 and 29, and by the end part of the conductor 23 formed gate electrodes are formed.

Der seitliche Abstand zwischen der Gate-Elektrode einer Speicherzelle und der entsprechenden Kondensatorelektrode ist sehr gering. Diese beiden Elektroden sind nur durch eine dünne Isolierschicht voneinander getrennt, wodurch sich die Fläche je Speicherzelle verringert und die Packungsdichte auf dem Halbleiter-Chip vergrößert. Auch sind die Gate-Elektroden der beiden Speicherzellen nur durch ein einziges Kontaktloch 26 mit der Adressenleitung Ali verbunden, wodurch die Anzahl der Kontaktlöcher im Chip auf die Hälfte der Anzahl der Speicherzellen sinkt.The lateral distance between the gate electrode of a memory cell and the corresponding capacitor electrode is very small. These two electrodes are only separated from one another by a thin insulating layer, which reduces the area per memory cell and increases the packing density on the semiconductor chip. The gate electrodes of the two memory cells are also connected to the address line Ali only through a single contact hole 26, as a result of which the number of contact holes in the chip is reduced to half the number of memory cells.

Anhand der Fig.4a bis 4f wird die Herstellung des Halbleiter-Chips erläutert. Wie aus F i g. 4a zu erkennen ist, werden zunächst die Isolierschicht 25, beispielsweise aus SiOj bestehend, auf der Oberfläche des Halbleiter-Substrats 24 hergestellt. Die Teile dieser Isolierschicht 25, die über den Stellen für den Transistor, für den Kondensator und für die dotierte Diffusionsschicht 20 angeordnet sind, sind dünner als die übrigen Bereiche der Isolierschicht 25 ausgeführt. Sodann erfolgt das Auftragen des ersten Leiters 22, beispielsweise durch Vakuumaufdampfen einer polykristallinen Siliciumschicht. die danach bereichsweise durch Ätzen wieder entfernt wird, so daß nur die erforderlichen Teile verbleiben. Um diese Schicht 22 leitend zu machen, werden nach dem Aufdampfen Dotierungsstoffe eindiffundiert, oder aber es wird bereits dotiertes polykristallines Silicium verwendetThe production of the Semiconductor chips explained. As shown in FIG. 4a can be seen, the insulating layer 25, for example made of SiOj, made on the surface of the semiconductor substrate 24. The parts of this insulating layer 25, which are above the locations for the transistor, for the capacitor and for the doped diffusion layer 20 are arranged are made thinner than the remaining areas of the insulating layer 25. Then it happens Application of the first conductor 22, for example by vacuum vapor deposition of a polycrystalline silicon layer. which is then partially removed again by etching, so that only the necessary parts remain. In order to make this layer 22 conductive, dopants are diffused in after the vapor deposition, or else already doped polycrystalline silicon is used

In Fig.4b wird der Leiter 22 unter Anwendung des C.V.D.-Verfahrens oder eines ähnlichen Verfahrens mit einer Isolierschicht 30 abgedeckt, um auf diese Weise die Streukapazität der auf dieser Isolierschicht angeordneten Verdrahtung zu verringern. Ein Bereich 31 des Halbleiter-Substrats 24, in der der Transistor hergestellt werden soll, sowie ein Ende des Leiters 22 bleiben unbedeckt.In Figure 4b, the conductor 22 is using the C.V.D. process or a similar process with an insulating layer 30 covered, in this way, the stray capacitance of the arranged on this insulating layer Decrease wiring. A region 31 of the semiconductor substrate 24 in which the transistor is manufactured is to be, as well as one end of the conductor 22 remain uncovered.

Nunmehr wird die gesamte Oberfläche durch Erwärmung oxidiert, so daß, wie dies F i g. 4c zeigt, die freiliegende Oberfläche und das Ende des Stromleiters 22 sowie die Oberfläche 31 des Substrats 24 jeweils mit dünnen Isolierschichten 32 und 33 überzogen werden, so daß die gesamte Oberfläche des Halbleiter-Substrats mit Isoliermaterial abgedeckt istThe entire surface is now oxidized by heating, so that, as shown in FIG. 4c shows the exposed surface and the end of the conductor 22 and the surface 31 of the substrate 24 each with thin insulating layers 32 and 33 are coated, so that the entire surface of the semiconductor substrate is covered with insulating material

In Fig.4d ist die Herstellung des zweiten Leiters 23 dargestellt. Polykristallines Silicium wird unter Anwendung des Vakuum-Aufdampfverfahrens auf dem Halbleiter-Chip aufgetragen und bereichsweise durch Ätzen wieder entfernt Die nach dem Ätzen zurückbleibenden Teile bilden die Gateelektrode 23/4 und das Verbindungsstück, das die Verbindung zur Adressenleitung AL herstellen solL Der Leiter 23 überragt nicht den Teil ass Halbleiter-Substrats 24, indem die Datenleitung DL1 entstehen soll.In Figure 4d, the production of the second conductor 23 is shown. Polycrystalline silicon is applied to the semiconductor chip using the vacuum vapor deposition process and removed again in certain areas by etching.The parts that remain after the etching form the gate electrode 23/4 and the connecting piece that is supposed to establish the connection to the address line AL . The conductor 23 does not protrude the part ass semiconductor substrate 24 in which the data line DL 1 is to be created.

In Fig.4e wird unter Verwendung des Leiters 22 als Maske die dünne Isolierschicht über der Stelle des Substrats entfernt, in der die Dalcnleitung Dl I hergestellt werden solL Dort werden von der freiließen den Oberfläche des I lulblciier-Substruls 24 aus Dcjtie rungsstöffe eindiffundiert, die gegenüber der Leitfähigkeit des Halbleiter-Substrats 24 entgegengesetzte Leitfähgikcit erzeugen. Die dotierte Diffusionsschicht 20 bildet die Datenleitung DL 1 und eine Elektrode des MOS-FETs Tr. Der in dem Substrat eindiffundierteIn FIG.4E of the conductor 22 as a mask, by using the thin insulating layer away above the location of the substrate in which the Dalcnleitung Dl I are prepared should there be rungsstöffe from the free left the surface of the I-lulblciier Substruls 24 from Dcjtie diffused, the generate opposite conductivity compared to the conductivity of the semiconductor substrate 24. The doped diffusion layer 20 forms the data line DL 1 and an electrode of the MOS-FET Tr. The diffused into the substrate

ίο Dotierungsstoff wird zur Erhöhung der Leitfähigkeit des zweiten Leiters 23 auch in die Oberfläche der Schicht eindiffundiert. Nach Fig.4f wird sodann unter Anwendung des chmischen Gasaufdampfverfahrens oder eines ähnlichen Verfahrens die ganze Oberfläche mit einer Isolierschicht 25 überzogen. Das zu dem Leiter 23 führende Kontaktloch 26 wird in diese Schicht eingearbeitet. Dann wird elektrisch leitendes Material, beispielsweise Aluminium, aufgetragen, so daß die Adressenleiiung AL 1 entsteht, die durch das Kontaktloch 26 mit dem Leiter 23 elektrisch verbunden ist. Die Speicherzelle ist somit vollständig hergestellt.To increase the conductivity of the second conductor 23, dopant is also diffused into the surface of the layer. According to FIG. 4f, the entire surface is then covered with an insulating layer 25 using the chemical vapor deposition process or a similar process. The contact hole 26 leading to the conductor 23 is worked into this layer. Electrically conductive material, for example aluminum, is then applied so that the address line AL 1 is produced, which is electrically connected to the conductor 23 through the contact hole 26. The memory cell is thus completely manufactured.

In den F i g. 4a bis 4f ist zwar nur die eine Hälfte des Spcicherzellenpaares dargestellt. In der dargestellten Weise wird auch die andere in Fig.4 gezeigte Speicherzelle gleichzeitig hergestellt. Auch werden die Leiter 22 und 23 als Schichten aus polykristallinem Silicium beschrieben. Die Schicht des ersten Leiters 22 kann aber aus irgend einem beliebigen Material, beispielsweise aus Aluminium, hergestellt werden, wennIn the F i g. 4a to 4f is only one half of the Memory cell pairs shown. In the illustrated In this way, the other memory cell shown in FIG. 4 is also produced at the same time. Also will the Conductors 22 and 23 described as layers of polycrystalline silicon. The layer of the first conductor 22 but can be made of any material, for example aluminum, if

JO dessen Oberfläche in eine Isolierschicht umgewandelt werden kann, der zweite Leiter 23 kann aus irgend einem leitenden Material bestehen.JO whose surface is converted into an insulating layer can be, the second conductor 23 can be made of any conductive material.

Aus der bisher gegebenen Beschreibung geht hervor, daß die Elektroden des Kondensators Cs und desFrom the description given so far, it can be seen that the electrodes of the capacitor Cs and des

J5 Transistors Tr in jeder Speicherzelle jeweils von den Enden der Leiter 22 und 23 gebildet werden. Zwischen diesen Elektroden befindet sich eine Isolierschicht, die nur eine Dicke von 1000 A aufzuweisen braucht. Diese Isolierschicht wird aus der Schicht des ersten Leiters 22J5 transistor Tr in each memory cell are formed by the ends of conductors 22 and 23, respectively. Between these electrodes there is an insulating layer that only needs to be 1000 Å thick. This insulating layer is made from the layer of the first conductor 22

"to aus polykristallinem Silicium durch Umwandlung hergestellt. Der Abstand von 5 μηπ, der für die Trennung der Kondensator- und Transistorelektroden bisher erforderlich gewesen ist, wird nun nicht mehr benötigt, wodurch innerhalb jeder Speicherzeile eine Platzver-"to made of polycrystalline silicon by conversion. The distance of 5 μηπ necessary for the separation the capacitor and transistor electrodes were previously required, are no longer required, whereby a space allocation within each memory line

schwendung auf dem Halbleiter-Substrat eliminiert wird, d. h., der von jeder Speicherzelle belegte Flächenbereich wird verringert und die Packungsdichte vergrößert.waste on the semiconductor substrate is eliminated, d. i.e., that occupied by each memory cell Surface area is reduced and the packing density is increased.

Bei der geänderten Ausführung nach F i g. 5 wird eine flache Dotierungsschicht 34 mit einer gegenüber der Leitfähigkeit des Halbleiter-Substrats 24 entgegengesetzt gerichtete Leitfähigkeit an der für den Kondensator Cs 1 bestimmten Stelle in die Oberfläche der Halbleiterträgerschicht 24 eindiffundiert Die polykristalline Schicht 23 bildet einen Teil dieses Kondensators Cs 1. Wegen der eindiffundierten Dotierungsschicht 34 braucht die an den Leiter 22 angelegte Spannung nicht den maximalen Wert aufzuweisen.In the modified version according to FIG. 5 is a shallow impurity layer 34 with a comparison to the conductivity of the semiconductor substrate 24 oppositely directed conductivity at the particular for the capacitor Cs 1 point in the surface of the semiconductor support layer 24 diffused in the polycrystalline layer 23 forms a part of this capacitor Cs 1. Due to the diffused Doping layer 34 does not need the voltage applied to conductor 22 to have the maximum value.

In Fig.6 und Fig.7 ist jeweils als Draufsicht eine mögliche Variante in der positionsmäßigen Anordnung der in Fig.2 wiedergegebenen Speicherzellen im Hinblick auf die Datenieitungen DL und die Adressenleitungen AL dargestellt Bei der Anordnung nach Fig.6 sind die Speicherzellen auf beiden Seiten der zueinander parallel angeordneten Datenieitungen DL angeordnet Jede Speicherzelle eines jeden zwischen den Datenieitungen DL1 und DL 2 angeordneten Speicherzellenpaares ist auf eine dieser DatenleitungenA possible variant in the positional arrangement of the memory cells shown in FIG. 2 with regard to the data lines DL and the address lines AL is shown as a plan view in each case in FIG. 6 and FIG. 7. In the arrangement according to FIG. 6, the memory cells are on both sides of the data lines DL arranged in parallel to one another. Each memory cell of each memory cell pair arranged between the data lines DL 1 and DL 2 is on one of these data lines

geführt. Die Adressenleitungen AL 1 und AL 2, die die Datenleitungen im rechten Winkel kreuzen, sind oberhalb der Speicherzellenpaare angeordnet. Weil außerdem die Gateelektroden der zum Speicherzellenpaar gehörenden Transistoren auf einer gemeinsamen polykristallinen Siliciumschicht hergestellt sind, kann die elektrische Verbindung einer Adressenleitung zu zwei Speicher?.EÜen über ein einziges Kontaktloch 26 hergestellt werden.guided. The address lines AL 1 and AL 2, which cross the data lines at right angles, are arranged above the memory cell pairs. In addition, because the gate electrodes of the transistors belonging to the memory cell pair are produced on a common polycrystalline silicon layer, the electrical connection of an address line to two memories can be produced via a single contact hole 26.

in Fig.7 sind die Paare der Speicherzellen nur auf einer der Seiten von den Datenleitungen DL 1 und DL 2, DL3 und DL4 angeordnet. Auch in diesem Falle werden die Datenleitungen im rechten Winkel von Adressenleitungen AL gekreuzt, und sind die beiden Speicherzellen eines Speicherzellenpaares über ein einziges Kontaktloch 26 elektrisch mit einer Adressenleitung verbunden. Auch hier ist wieder zu erkennen, daß gegenüber der Anzahl der Speicherzellen die Anzahl der Kontaktlöcher nur halb so groß ist, wie dies bei den bisher bekannten Schreib-Lese-Speichern der Fall ist.in FIG. 7 the pairs of memory cells are only arranged on one of the sides of the data lines DL 1 and DL 2, DL3 and DL 4. In this case too, the data lines are crossed at right angles by address lines AL , and the two memory cells of a memory cell pair are electrically connected to an address line via a single contact hole 26. Here, too, it can be seen that, compared to the number of memory cells, the number of contact holes is only half as large as is the case with the previously known read-write memories.

Da, wie bereits beschrieben, der Kontakt zwischen einer Adressenleitung AL und den Gate-Elektroden oberhalb des Kondensators hergestellt wird und dessen Bereich größer ist als jener der Gateelektrode, können gegenüber den Kontaktlöchern bekannter Speicherzellen größere Koniaktlöcher ohne Vergrößerung der Chip-Abmessungen verwendet werden. Dadurch wird die Produktionsleistung stark verbessert, weil trotz des hohen Integrationsgrades sehr kleine Kontaktlöcher nicht erforderlich sind.Since, as already described, the contact between an address line AL and the gate electrodes is established above the capacitor and its area is larger than that of the gate electrode, larger contact holes can be used compared to the contact holes of known memory cells without increasing the chip dimensions. This greatly improves production performance because, despite the high degree of integration, very small contact holes are not required.

Bisher wurde jede Datenleitung als eine in das Halbleiter-Substrat eindiffundierte Dotierungsschicht und jede Adressenleitung als ein in die obere Fläche des Chips eingearbeiteter metallischer Leiter beschrieben. Es ist aber möglich, die Datenleitungen als Leiter und die Adressenleitung als polykristalline Siliciumschicht »usfzuführen. Aufgrund allgemeiner Erfahrung wird jedoch ein besseres Resultat erzielt, wenn die Datenleitungen als Diffusionsschichten, die Adressenleilung aber als metallische Leiter ausgeführt sind.So far, each data line has been designed as a doping layer diffused into the semiconductor substrate and each address line is described as a metallic conductor machined into the top surface of the chip. However, it is possible to use the data lines as conductors and to run the address line as a polycrystalline silicon layer. Based on general experience however, a better result is achieved if the data lines are used as diffusion layers, the address line but are designed as metallic conductors.

Die Leiter 22 aller Speicherzellenpaare brauchen nicht einzeln mit der Spannungsquelle Γ verbunden zu werden. Alle Leiter 22 der einander benachbarten Paare zwischen den Datenleitungen DL können in einem Stück hergestellt werden und über ein gemeinsames Kontaktloch mit der Spannungsquelle T verbunden werden.The conductors 22 of all memory cell pairs do not need to be individually connected to the voltage source Γ. All conductors 22 of the mutually adjacent pairs between the data lines DL can be produced in one piece and connected to the voltage source T via a common contact hole.

Wegen der höheren Packungsdichte können auf der gleichen Chip-Fläche mehr Informationen gespeichert werden, ohne daß dabei die Produktionsleistung verringert wird. Damit aber >cl die Leistung des Schreib-Lese-Speichers bei gleichzeitiger Kostensenkung erheblich verbessert' worden.Because of the higher packing density, more information can be stored on the same chip area without reducing production output. But that> the performance of read-write memory at the same time reducing costs cl considerably been improved '.

5555

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Mit MOS-FETs ausgestatteter dynamischer Schreib-Lese-Speicher auf einem Halbleiter-Chip eines ersten- Leitfähigkeitstypes mit einer Vielzahl von Datenleitungen, die in dem Substrat als dotierte Diffusionsschichten einer der ersten entgegengesetzten Leitfähigkeit ausgebildet sind, mit einer Vielzahl von Adressenleitungen und einer Vielzahl von Ein-Transistor-Spejcherzellen, die jeweils einen Kondensator zur Speicherung und einen MOS-FET zur Ein- und Ausgabe der Informationen aufweisen, wobei eine erste Kondensatorelektrode gegenüber dem Halbleiter-Substrat durch eine dünne Isolierschicht getrennt ist, und eine der Elektroden des FETs mit einer Datenleitung verbunden ist, während die andere Elektrode in der Nähe einer zweiten Kondensaiorelektrode vorgesehen ist und die Gateelektrode mit einer der Adressenleitungen .verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß1. Dynamic read / write memory on a semiconductor chip equipped with MOS-FETs of a first conductivity type with a plurality of data lines in the substrate as doped diffusion layers of one of the first opposite Conductivity are formed with a plurality of address lines and a plurality of one-transistor memory cells, each one Have a capacitor for storage and a MOS-FET for input and output of the information, wherein a first capacitor electrode is opposite to the semiconductor substrate through a thin insulating layer is separated, and one of the electrodes of the FET is connected to a data line while the other electrode is provided in the vicinity of a second capacitor electrode and the The gate electrode is connected to one of the address lines, characterized in that that
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Applications Claiming Priority (1)

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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4240092A (en) * 1976-09-13 1980-12-16 Texas Instruments Incorporated Random access memory cell with different capacitor and transistor oxide thickness
NL173572C (en) * 1976-02-12 1984-02-01 Philips Nv SEMICONDUCTOR DEVICE.
US4209716A (en) * 1977-05-31 1980-06-24 Texas Instruments Incorporated Semiconductor integrated circuit with implanted resistor element in second-level polycrystalline silicon layer
DE2740154A1 (en) * 1977-09-06 1979-03-15 Siemens Ag MONOLITHICALLY INTEGRATED SEMI-CONDUCTOR ARRANGEMENT
DE2837877C2 (en) * 1978-08-30 1987-04-23 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Method for producing a MOS-integrated semiconductor memory
DE2844878A1 (en) * 1978-10-14 1980-04-30 Itt Ind Gmbh Deutsche INTEGRATABLE INSULATION LAYER FIELD EFFECT TRANSISTOR
US4297719A (en) * 1979-08-10 1981-10-27 Rca Corporation Electrically programmable control gate injected floating gate solid state memory transistor and method of making same
US4319342A (en) * 1979-12-26 1982-03-09 International Business Machines Corporation One device field effect transistor (FET) AC stable random access memory (RAM) array
JPS56100463A (en) * 1980-01-14 1981-08-12 Toshiba Corp Semiconductor memory device
DE3177173D1 (en) * 1980-01-25 1990-05-23 Toshiba Kawasaki Kk SEMICONDUCTOR STORAGE DEVICE.
US4240845A (en) * 1980-02-04 1980-12-23 International Business Machines Corporation Method of fabricating random access memory device
US4356040A (en) * 1980-05-02 1982-10-26 Texas Instruments Incorporated Semiconductor device having improved interlevel conductor insulation
US4378565A (en) * 1980-10-01 1983-03-29 General Electric Company Integrated circuit and method of making same
JPS5846178B2 (en) * 1980-12-03 1983-10-14 富士通株式会社 semiconductor equipment
JPS58125917U (en) * 1982-02-20 1983-08-26 多木農工具株式会社 Fluid seeding machine diffusion device
JPS61197812U (en) * 1985-05-31 1986-12-10

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1374009A (en) * 1971-08-09 1974-11-13 Ibm Information storage
US3771147A (en) * 1972-12-04 1973-11-06 Bell Telephone Labor Inc Igfet memory system
US3811076A (en) * 1973-01-02 1974-05-14 Ibm Field effect transistor integrated circuit and memory
DE2431079C3 (en) * 1974-06-28 1979-12-13 Ibm Deutschland Gmbh, 7000 Stuttgart Dynamic semiconductor memory with two-transistor memory elements
US4041519A (en) * 1975-02-10 1977-08-09 Melen Roger D Low transient effect switching device and method
US4012757A (en) * 1975-05-05 1977-03-15 Intel Corporation Contactless random-access memory cell and cell pair
US4003034A (en) * 1975-05-23 1977-01-11 Fairchild Camera And Instrument Corporation Sense amplifier circuit for a random access memory

Also Published As

Publication number Publication date
FR2341178B1 (en) 1981-12-04
FR2341178A1 (en) 1977-09-09
JPS5853512B2 (en) 1983-11-29
JPS5298486A (en) 1977-08-18
US4131906A (en) 1978-12-26
DE2705757A1 (en) 1977-08-18
GB1558205A (en) 1979-12-19

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